ルータＦＷ／ＮＡＴ

端末訪問先ネットワーク

ＦＡはＭＮとともに移動訪問先ネットには

特別な仕掛けを必要としないＭＮにも特別な仕掛けを必要としない

ＵＤＰでくるんでＮＡＴを乗り越える

ネットワークＳＩ〜モバイルＩＰとの組み合わせ

• モバイルＩＰとの組み合わせ

Ｉｎｔｅｒｎｅｔ NAT

一般電話網

既存電話携帯電話インターネット電話学校や家庭のプライベート

ネットワークを通過してイン

ターネット接続を可能にす

91 品質

通話品質を保証するために、ネットワーク品質はいかにあるべきか

信頼性

宅内サイトからソフトスイッチまでの経路が切れた場合、

ソフトスイッチがフェイルした場合、誰が通話を救済すべきか

品質、信頼性

92 パケットロス

ビットエラーによるパケット廃棄(ランダムエラー)

輻輳によるパケット廃棄(バーストエラー、ジッタをともなう)

遅延

音声おくれ

ジッタ(含パケット逆転)

音声とぎれ

パケットロスに似ている

品質分析

93 音質劣化の原因

• ネットワーク輻輳

– 帯域不足

• ATMなどのQoS(最大6Mbpsの50%保証)でVoIPは1ch=100Kbpsだとすれば、同時通話可能数は30人？それとも60人?

– SIP 高負荷による RTP パケット廃棄

• REGISTERの集中によるデータベース高負荷

• OPTIONの集中によるネットワーク高負荷

• SIPとRTPの関係

– QoSつきネットワークでは、SIP>RTP>その他という優先順位となるが、優先順位の高いプロトコルに障害があると、低順位のプロトコルにも影響が及ぶ。（例） SIP が高負荷のために RTP が廃棄

• パケットロス保証のバグ

– ALGではパケットロスが検出されるとどうするべきか？

• ALGではスキップした番号はスキップしたままにすべき。

ALG 越えの RTP シーケンス番号

4 2

１

5 4 2

１

5

３番がロス

4 2

１

5

３

2

１

４

AタイプのALG

(RTPシーケンスはそのまま）

B タイプの ALG

(RTPシーケンスを再割り当て）

Aタイプ、Bタイプのどちらが望ましいのだろうか？

入力パケット

95

N+1

N+4 RTP SQC=N

N+2

N+3

N+5 20ms

20ms

20ms 20ms

20ms

パケットジッタ

遅延のゆらぎ（パケットジッタ）により受信側でのパケット到着間隔が不定期になる

96 Sender

Receiver

Playout

Time

²

1 2 3 4 5 6 7 8

Late Loss Delay buffer

Time

Time Packetization

time

ネットワークの遅延揺らぎのために、前のパケットの再送が完了するまでに次のパケットが到着していなければならない。

受信バッファの必要性

ディレイバッファのおかげで何とかセーフ

さすがにアウトゆるいジッタきついジッタ

ルータ ＦＷ／ＮＡＴ

端末 訪問先ネットワーク

ＦＡはＭＮとともに移動 訪問先ネットには

特別な仕掛けを必要としない ＭＮにも特別な仕掛けを 必要としない

ＵＤＰでくるんでＮＡＴを 乗り越える

ネットワークＳＩ〜モバイルＩＰとの組み合わせ

• モバイルＩＰとの組み合わせ

Ｉｎｔｅｒｎｅｔ NAT

一般電話網

既存電話 携帯電話 インターネット電話 学校や家庭のプライベート

ネットワークを通過してイン

ターネット接続を可能にす

91

品質

通話品質を保証するために、ネットワーク品質はいかにあるべきか

信頼性

宅内サイトからソフトスイッチまでの経路が切れた場合、

品質、信頼性

92

パケットロス

ビットエラーによるパケット廃棄(ランダムエラー)

輻輳によるパケット廃棄(バーストエラー、ジッタをともなう)

遅延

音声おくれ

ジッタ(含パケット逆転)

音声とぎれ

パケットロスに似ている

品質分析

93

音質劣化の原因

• ネットワーク輻輳

– 帯域不足

• ATMなどのQoS(最大6Mbpsの50%保証)でVoIPは1ch=100Kbpsだと すれば、同時通話可能数は30人？それとも60人?

– SIP 高負荷による RTP パケット廃棄

• REGISTERの集中によるデータベース高負荷

• OPTIONの集中によるネットワーク高負荷

• SIPとRTPの関係

– QoSつきネットワークでは、SIP>RTP>その他という優先順位となる が、優先順位の高いプロトコルに障害があると、低順位のプロトコ ルにも影響が及ぶ。（例） SIP が高負荷のために RTP が廃棄

• パケットロス保証のバグ

– ALGではパケットロスが検出されるとどうするべきか？

• ALGではスキップした番号はスキップしたままにすべき。

ALG 越えの RTP シーケンス番号

4 2

5

4 2

5

4 2

5

2

AタイプのALG

(RTPシーケンスはそのまま）

B タイプの ALG

(RTPシーケンスを再割り当て）

Aタイプ、Bタイプのどちらが望ましいのだろうか？

95

パケットジッタ

遅延のゆらぎ（パケットジッタ）により 受信側でのパケット到着間隔が 不定期になる

96

Sender

Receiver

Playout

Time

²

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6 7 8

Late Loss Delay buffer

Time

Time Packetization

time

受信バッファの必要性

97

• 遅延再生

– 最初のパケットが到着しても、すぐにはキューに入れず、次の パケットが到着してから再生を開始させる

– その後は、パケットが到着するたびに即座にバッファに音声パ ケットを積んでいく

• 割り込みハンドラを利用する方法

– リングバッファに音声を書き込んだ後に最初のバッファの再生 を開始する。

– バッファの再生が完了するたびに呼び出される例外ハンドラが ソケットからひとつパケットを読み出して、再生バッファを埋める

• ダイナミックにバッファの深さを変化させる – 深いバッファは音声遅延の原因になる – 浅いバッファは軽いジッタにも耐え切れない

– パケット到着間隔を常時計測し、揺らぎにより遅延バッファ時 間を変化させる

バッファリングの実装例

ルータＦＷ／ＮＡＴ

端末訪問先ネットワーク

ＦＡはＭＮとともに移動訪問先ネットには

特別な仕掛けを必要としないＭＮにも特別な仕掛けを必要としない

ＵＤＰでくるんでＮＡＴを乗り越える

既存電話携帯電話インターネット電話学校や家庭のプライベート

通話品質を保証するために、ネットワーク品質はいかにあるべきか

宅内サイトからソフトスイッチまでの経路が切れた場合、

ビットエラーによるパケット廃棄(ランダムエラー)

輻輳によるパケット廃棄(バーストエラー、ジッタをともなう)

音声おくれ

音声とぎれ

パケットロスに似ている

• ATMなどのQoS(最大6Mbpsの50%保証)でVoIPは1ch=100Kbpsだとすれば、同時通話可能数は30人？それとも60人?

– QoSつきネットワークでは、SIP>RTP>その他という優先順位となるが、優先順位の高いプロトコルに障害があると、低順位のプロトコルにも影響が及ぶ。（例） SIP が高負荷のために RTP が廃棄

遅延のゆらぎ（パケットジッタ）により受信側でのパケット到着間隔が不定期になる

– 最初のパケットが到着しても、すぐにはキューに入れず、次のパケットが到着してから再生を開始させる

– その後は、パケットが到着するたびに即座にバッファに音声パケットを積んでいく

– リングバッファに音声を書き込んだ後に最初のバッファの再生を開始する。

– バッファの再生が完了するたびに呼び出される例外ハンドラがソケットからひとつパケットを読み出して、再生バッファを埋める

– パケット到着間隔を常時計測し、揺らぎにより遅延バッファ時間を変化させる

– 騒音環境下におけるモバイル端末での通話品質劣化

インターネット電話携帯端末

ネットワーク外来騒音話者音声

スピーカからマイクへの回り込み